【摘 要】本文针对地方本科院校大学物理实验室安全管理欠缺、部分实验设备利用率较低、实验教师教学任务过重、跨校区实验室资源配置重复或不均等管理及教学中存在的问题，提出相应的解决措施：构建全方位实验室安全管理体系，提高实验室设备利用率，重视教师在实验教学中的作用，充分利用跨校区教学资源。

【关键词】大学物理实验 设备利用率 实验室安全 课程思政 开放实验室

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】450102049（2023）06EM-0026-03

大学物理实验作为基础实验课程，是理工科学生以及部分文科学生的必修课，承担着对学生大学物理理论知识和实践融合能力、创新能力以及综合素质的培养任务。长期以来，受教学条件、教学手段等因素影响，地方本科院校学生在大学物理实验学习过程中主观能动性未能充分调动，多级教学目标未能有效完成。

大学物理实验室是大学物理课程开展地之一，部分大学物理实验室还承担着科研任务，因此，实验室的日常管理对大学物理实验教学起到至关重要的作用。如何高效、安全地进行实验室日常管理，如何设计优化实验教学过程，帮助教师更好地完成大学物理实验教科研任务，培养学生实验操作技能、思维能力、创新能力以及综合素养，本文主要从实验室管理和教学管理存在的问题及优化策略两个方面展开论述。

一、大学物理实验室管理和教学中存在的问题

（一）实验室安全管理欠缺

一方面，随着高校的扩招，不同基础的学生进入实验室。实验室管理人员无法全面掌握学生的情况，尽管反复强调操作说明，但还是极有可能出现实验室安全隐患。例如，有的学生在使用插座时，未完全将插头插入孔内，导致用电设备过热；有的学生使用可调旋钮后未将旋钮归零，导致下次开机时，未调零旋钮对应的参数突然增大，增加仪器损坏风险。另一方面，实验室工作人员和教师对实验室事故的应变能力相对欠缺。例如，部分实验室工作人员不知道如何正确使用灭火器、消防栓等消防设施，这在一定程度上降低了消防设备的实用性，增加了实验室的危险性。

（二）部分实验设备利用率较低

物理专业科研设备使用人数相对较少，部分损坏较轻的设备由于缺乏维修而闲置，造成设备使用率较低。长久存放且未及时维修的废旧设备是对教学资源的浪费。目前，部分地方本科院校也没有做到定期对设备进行科学维护和及时维修。

（三）实验教师教学任务过重

大学物理实验是高校理工科以及部分文科专业必修课之一。学生基数大，教师教学任务重，在无法保证学生预习效果的前提下，教师不得不在教学过程中花费大量的时间讲授实验原理及操作过程，这种单一的教学手段常常使学生听完讲解后仍对实验一知半解，不知该从何下手，或者机械地完成实验设备调试、数据测量、数据记录及数据处理。在这个过程中，学生一直处于被动学习的状态，而教师大量的工作也未能达到预期的效果。

（四）跨校区实验室资源配置重复或不均

目前，许多地方本科院校有两个校区或多个校区。跨校区教学意味着教师或者学生做实验需要往返于两个校区之间，容易出现由于天气、班车等原因造成上课延误的状况，影响正常教学秩序。另外，部分学校在不同的校区创建功能相同的实验室，容易造成资源重复、使用率过低或者两校区实验资源不均匀的情况。

二、大学物理实验室管理和教学优化策略

（一）构建全方位的实验室安全管理体系

1.全方位培养师生的安全意识

学生进入实验室之前要进行实验室安全知识学习及考试，这是预防安全事故发生的有效措施。实验教师要加强学习，如参加由教育部高等教育司主办、全国高校教师网络培训中心承办的高校教学实验室安全与管理专题研修学习，还可以邀请或聘请专业人员对日常防护器材进行培训，并颁发相应的培训证书，以提升教师安全意识和紧急事故的应变能力。

2.逐级落实安全责任

近年来，随着实验室的扩大，各种设备的更新，新管理人员及教师的入职，实验室安全管理的复杂性也在增加。2023年2月，教育部办公厅印发《高等学校实验室安全规范》，旨在进一步加强高校实验室安全工作，有效防范和消除安全隐患，最大限度地减少实验室安全事故，保障校园安全、师生生命安全和学校财产安全。为了更好地落实安全责任，地方本科院校应实行“校—实验室—教师”安全责任层层签约制度，即进入实验室做实验的人员，无论是教师还是学生，均需在实验签到本上签名确认。只有学校、教师、学生共同努力，才能更好地落实各项安全责任，打造安全的实验环境。

3.定期排查实验室安全隐患

实验室的安全管理制度是保证地方本科院校大学物理实验室的基础，需要定期排查实验室安全隐患。如实验室门口是否有足量的灭火器，灭火器是否在有效期内；安全通道标识、应急灯是否正常工作等。实验室管理部门需要定期抽查如钥匙管理台账、维修台账等日常管理材料。资产管理部门需要定期对资产进行清理，保证资产的安全。这些烦琐的工作由实验室管理人员、实验教师和学生共同完成，便于及时排除安全隐患和得到有效的过程监督，从而使实验室的各项工作运转有序。

4.规范学生实验操作过程

学生在实验过程中，经常由于操作不规范而导致实验耗材损坏。例如，静态法测量杨氏模量的实验中光杠杆被摔碎，拉脱法测量液体的表面张力系数的实验中焦利弹簧被拉坏等。随着实验室开设的实验逐渐增多，耗材使用量也逐渐增大，且耗材种类、规格和数量不尽相同，耗材购买困难。在部分实验中曾出现过设备主体正常，耗材缺失而导致该台设备无法正常使用，本可以独立操作的学生不得不分组进行实验，这不仅降低了设备的利用率，还减少了学生实际操作的过程。此时就需要教师在实验前强调实验注意事项，并将实验操作纳入实验成绩考核，这样不仅维护了设备的正常运转，还可从多维度、多方位考查学生实验全过程。

（二）提高实验室设备利用率

为了更好地使用现有的设备，地方本科院校可打造大学物理开放实验室，以提高设备利用率，使学生更加明确物理实验目标。例如，学校可以定期安排学生参观大型设备实验室，观摩光刻机、磁控溅射镀膜机和原子力显微镜等设备，这些设备的运行原理是大学物理实验的延伸，参观这些设备可以开拓学生的视野。例如，原子力显微镜的放大原理与大学物理中静态法测量杨氏模量将微小量放大的原理类似，打造开放实验室可将最新科技与大学物理实验内容连接，有助于提高物理实验内容的先进性以及学生兴趣。另外，在做大型设备的演示实验时，学生和值班教师都要做好实验记录，以保证实验室工作的有序运行。

（三）重视教师在实验教学中的作用

1.将课程思政融入大学物理实验教学

课程思政的意义在于培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。课程思政需要教师在课程适合的位置巧妙融入，要求教师与时俱进，结合最新的科研思路和成果，不断更新大学物理实验教学方法，调动学生学习积极性，提高课堂质量。将课程思政融入大学物理实验教学不仅可以提高课程教学效果，反向激励任课教师，还可以增强学生的爱国主义情怀，培养学生的大局观。

例如，干涉法测微小量的实验中用到了牛顿环，这时，教师可以跟学生讲述牛顿环是牛顿首次发现和提出的，但由于他偏执地尝试用光的微粒说解释牛顿环的形成，他并没有完美地解释这个现象，直到光的波动学的提出，牛顿环现象才得到圆满地解释。这段历史说明了，就算是对物理学有重大贡献的科学家，也应该实事求是地解释实验现象。

又如，在做电桥法测中、低值电阻实验过程中，需要用到灵敏检流计，这时教师要提醒学生注意观察检流计上的标识“⊥”，这个标识说明检流计需要垂直放置使用，若不将检流计水平放置，则实验数据和结果会出现误差。教师在此过程中，可以适时融入大国工匠黄孟虎的事迹。黄孟虎是国航工业西安飞机工业（集团）有限责任公司设备厂设备维保的“神医”，他被评为“航空工业首席技能专家”，并享受国务院颁发的“政府特殊津贴”，20年来，他在设备维修过程中强调容易忽略的细节恰恰就是问题所在。黄孟虎讲究细节、追求完美的过程，也告诉了学生要在实验、学习和工作过程中专心、细心。

2.根据专业差异化安排实验项目

在进行物理实验教学时，可以让不同专业的学生差异化地开展实验项目。例如，部分化学类专业学生在后续专业课程学习时会学习到光谱分析这门课程，教师可在大学物理实验中适当增加光学部分实验；电子类专业学生则应适当增加电学部分实验。相较于统一安排的实验项目，这种方式虽然增加了上课教师的人数，但是可以分散和缓解单个教师以及单个实验室的压力，让教师有更多的时间参加培训或相关比赛，以提高教师的教学能力。细分实验教学内容后，教师还可以根据实际，深挖教学资源，对不同的实验类型采用灵活的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的主动性，提高课堂质量，让学生了解物理发展的魅力，达到学有所长、学有所得、学有所用的效果。

3.鼓励实验室管理人员和实验教师“走出去”

一方面，当地的物理协会可以组织各高校大学物理实验教师参观实验仪器厂，或者召开物理相关会议，让厂家展示仪器内部结构，并由厂家对部分设备的组装和常见问题进行培训，让一线实验教师深层次学习实验仪器相关知识，了解实验设备原理。另一方面，可让一线实验教师在教学过程中，对设备定期保养或及时维修，以延长设备使用寿命，提高设备利用率。当实验教师知悉仪器的内部结构后，鼓励教师对仪器的不足之处进行创新，这种创新精神和创新意识不仅能影响学生的认知，还能在一定程度上带动学生一起完成实验设备改造，提高学生的综合素养，从而为大学物理实验室培养更多技能型人才。

（四）充分利用跨校区教学资源

1.打造跨校区开放实验室

由于部分高校在不同校区建设了大学物理实验室，而同一个实验可以通过不同型号的设备完成，将所有的实验设备或者实验资源较少的校区打造成大学物理实验跨校区开放实验室，能让资源得到均衡配置。另外，教师应当在开放实验室的设备旁将可以操作和禁止操作的部分标注出来，由教师轮流进行管理。

物理实验对学生有较强的吸引力，在这种天然的驱动力下，学生自主了解基本的测量方法，并对测量方式进行大致地归类。例如，金属的线膨胀系数实验和静态法测杨氏模量实验都需要用到光杠杆对微小变化量进行放大，开放实验活动能增加学生思考的过程，提高学生的总结归纳能力，打造富有趣味的课外时间。

2.合理利用寒暑假拓展多校区资源

多校区教学过程中会遇到实验设备不完全一致的情况，学生接触到不同型号的设备，有助于更加了解设备内部的构造。学校应当支持学有余力的学生参加竞赛或科研训练，鼓励非物理专业的学生参加物理竞赛，如全国大学生物理实验竞赛（创新），拓展实验时长。学生通过实验室，培养了实验设计、动手操作、数据整理与写作技巧等科研技能，逻辑思维能力和综合素养均能得到提高。

通过大学物理实验培养学生的理论知识和实践融合能力、创新能力以及综合素质是一项长期而艰巨的任务。地方本科院校首先要利用好各种物理教学及科研设备，拓宽学生眼界，让学生产生学习兴趣；其次需要学校、教师、学生合力打造安全的实验环境，并通过课程思政、优化实验安排等举措提高学生学习的主动性，培养学生正确的世界观、人生观和价值观；最后，利用比赛、科研等方式培养学生动手能力、逻辑思维能力和综合素养。

【参考文献】

［1］潘琦.浅谈大学物理实验教学的特点［J］.科技资讯，2010（7）.

［2］黄传甫.中美大学物理实验课程的比较及反思［J］.物理与工程，2021（5）.

［3］宋嫚，孟令国，朱秋实，等.地方本科院校二级学院实验室管理工作的探索［J］.科技风，2022（29）.

［4］刘玉洁，郑丽，熊力，等.“课程思政”融入大学物理实验教学的探索与思考［J］.物理通报，2020（10）.

［5］刘高福，楚亚萍，巫若兰.基于课程思政的大学物理实验教学探讨［J］.物理通报，2022（8）.

注：国家自然科学基金面上项目“类星体吸收体红化作用及其宿主星系的特性研究”（12073007）阶段性研究成果。

（责编 杨翠玲）